JP2006000476A - 加熱機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの節約希望に応じて適切な機能を判断して実行可能な加熱機器を提供する。
【解決手段】内容器１２、加熱手段（ヒータ１３，１４）、および、スイッチを有し、加熱機能と、保温機能と、節約機能とを備えた加熱機器において、加熱手段による非加熱時の降下温度特性と、加熱手段による加熱時の上昇温度特性に基づいて、節約機能を実行した際の所定時間後までに要する消費電力が、保温機能と節約機能とのいずれが低いかを判断する省エネ判断手段を設けるとともに、省エネ判断手段の判断に基づいて保温機能または節約機能を実行する自動省エネ機能を設けた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体を沸騰させるとともに所定温度に保温する電気ポットや加湿器などの加熱機器に関するものである。

本発明の加熱機器に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。

特開平９−２９９２３９号公報 特開２０００−１０７０３２号公報

この特許文献１では、内容器の液体温度が所定温度区間を経過する時間を計測することにより、前記内容器内の液量を判定し、その判定した液量に応じて沸騰検出後の加熱制御を行うことにより、消費電力を軽減できるようにした電気ポットが提供されている。

しかし、電気ポットに貯湯した液体は、その液量が常に変動の可能性を有するものであるため、以後の再沸騰時に液量に応じた加熱制御を行っても消費電力を確実に軽減できているとは言えない。

また、引用文献２では、液体を使用しない不使用時の時間帯を設定可能とし、その設定時間内では、通常の使用時の保温温度より低い温度で保温し、不使用時間帯が終了する際に、沸騰させることなく使用時保温温度まで昇温させ、その使用時保温温度を維持することにより消費電力を軽減できるようにした電気ポットが提供されている。また、この引用文献２には、不使用時間帯に加熱を完全に停止し、不使用時間帯が終了する際に沸騰させた後、所定の使用時保温温度に保温することにより、消費電力を軽減できるようにした電気ポットが存在する旨の記載もされている。なお、以下では、不使用時に低い温度で保温した後に使用時保温温度に昇温させる機能、不使用時に低い温度で保温した後に沸騰させて使用時保温温度に保温する機能、および、不使用時に加熱を停止した後に沸騰させて使用時保温温度に保温する機能を節約機能と称する。

しかし、液体を沸騰させる加熱機能で必要な消費電力、および、一定温度に保温する保温機能で必要な消費電力は、電気ポットの機種（機構）および周囲の環境により変動する。そのため、ある特定の時間、通常の保温機能を実行し続ける場合と、前記節約モードを実行する場合とでは、いずれの消費電力が少なくなるかは、前記条件によって変動する。

具体的には、１０時間節約機能を実行した場合、室内温度が２０℃の環境下において、５リットルの液体（水）を沸騰させるには、１０００Ｗの電力で３０分の時間が必要であり、５００Ｗｈの電力を消費する。そして、同一環境下において、１０時間保温機能を実行し続けた場合には、内容器が単壁からなる第１の電気ポットでは、単位時間当たり６０Ｗの電力が必要であるため、６００Ｗｈの電力を消費する。また、内容器が二重壁からなる第２の電気ポットでは、単位時間当たり２０Ｗの電力が必要であるため、２００Ｗｈの電力を消費する。そのため、不使用時間を１０時間に設定する場合、第１の電気ポットでは前記節約機能を実行する方が経済的であり、第２の電気ポットでは保温機能を続行する方が経済的である。

しかし、室内温度が極端に低い環境下で保温機能を実行させた場合には、保温ヒータに常にフルパワー（１００Ｗ）の電力を通電する必要があるため、第２の電気ポットであっても１０時間保温機能を実行すると、１０００Ｗｈの電力を消費する。なお、この同一環境下において、節約機能を実行して沸騰させた場合、その加熱時間が長くなったとしても７００Ｗｈ程度の電力を消費する。

勿論、ユーザは、これらの複雑な条件を考慮して適切な機能を選択して実行させることはできない。

そこで、本発明では、ユーザの節約希望に応じて適切な機能を判断して実行可能な加熱機器を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本発明の加熱機器は、液体を収容する内容器、該内容器を加熱する加熱手段、および、所定の動作を実行させるスイッチを有し、前記内容器内の液体を沸騰させる加熱機能と、前記内容器内の液体を所定温度に保温する保温機能と、前記加熱手段による加熱を停止し次いで液体を沸騰させた後に所定温度に保温する節約機能、または、前記液体を前記保温機能より低い温度で保温し次いで液体を加熱または沸騰させた後に所定温度で保温する節約機能とを備えた加熱機器において、前記加熱手段による非加熱時の降下温度特性と、前記加熱手段による加熱時の上昇温度特性に基づいて、前記節約機能を実行した際の所定温度での保温開始までに要する消費電力が、前記保温機能と節約機能とのいずれが低いかを判断する省エネ判断手段を設けるとともに、前記省エネ判断手段の判断に基づいて保温機能または節約機能を実行する自動省エネ機能を設けた構成としている。

この加熱機器では、前記自動省エネ機能と節約機能とを、前記スイッチ操作により選択可能とすることが好ましい。
また、前記省エネ判断手段による判断を周期的に行うことが好ましい。
さらに、前記省エネ判断手段による判断は、前記スイッチ操作により自動省エネ機能を実行した後、所定時間後に開始することが好ましい。

さらにまた、前記省エネ判断手段は、非加熱時の降下温度による予測降下温度と、所定時間、前記保温機能による加熱を行うことによる昇温温度に基づいて、前記節約機能を実行することによる第１予測消費電力と、前記保温機能を実行することによる第２予測消費電力とを演算し、これら第１および第２予測消費電力を比較することにより判断することが好ましい。
または、前記省エネ判断手段は、非加熱時の降下温度による予測降下温度と、前記保温機能によって所定温度まで加熱する所要時間に基づいて、前記節約機能を実行することによる第１予測消費電力と、前記保温機能を実行することによる第２予測消費電力とを演算し、これら第１および第２予測消費電力を比較することにより判断することが好ましい。

本発明の加熱機器では、加熱手段による非加熱時の降下温度特性と、加熱時の上昇温度特性に基づいて、消費電力が保温機能と節約機能とのいずれが低いかを判断する省エネ判断手段を設け、該省エネ判断手段の判断に基づいて保温機能または節約機能を実行する自動省エネ機能を設けているため、ユーザの節約希望に応じて、その環境下で実行させる適切な機能を判断して動作させることができる。そのため、確実に消費電力を軽減させ、省エネを図ることができる。

また、前記判断は、所定時間内に周期的に行うことにより、確実に誤判断を防止できる。そのうえ、冬場の就寝時など、室内の空調機を停止することになどに伴う環境の変化にも対応することができる。さらに、前記省エネ判断手段による判断は、前記スイッチ操作により自動省エネ機能を実行した後、所定時間後に行うため、該自動省エネ機能を実行する前に実行していた保温機能などによる余熱で判断に影響が及ぶことを防止できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る加熱機器である電気ポットを示す。この電気ポットは、ポット本体１０と、該ポット本体１０の上部に回動可能に取り付けられた蓋体１１とからなる周知のものである。

前記ポット本体１０の内部には、水を収容する側面が真空二重構造で底が一重構造をなす内容器１２が配設されている。この内容器１２の底には、加熱手段である湯沸ヒータ１３と保温ヒータ１４とが配設されるとともに、内容器１２内の液体温度を検出するための温度検出手段としてサーミスタ１５が配設されている。また、ポット本体１０の外装体と内容器１２との間には、電源回路やマイコンなどを実装した制御基板２５と、給湯用の給湯ポンプ１６とが配設されている。

前記ポット本体１０の上部の肩体１７にはノーズ部１８が形成され、このノーズ部１８の下面から突出するように前記給湯ポンプ１６に接続した揚水管１９が配管されている。前記ノーズ部１８には、その上部外面に操作パネル２０が配設されるとともに、該操作パネル２０の背後に制御基板２５に接続された操作基板２３が配設されている。

前記操作パネル２０には、図２に示すように、前記内容器１２内のお湯の温度を表示する液晶表示２１の周りに、給湯スイッチの操作部２２ａ、ロック解除スイッチの操作部２２ｂ、再沸とうスイッチの操作部２２ｃ、保温設置スイッチの操作部２２ｄ、および、節約タイマースイッチの操作部２２ｅがそれぞれ配設されている。そして、前記操作基板２３には、前記操作部２２ａ〜２２ｅに対応するスイッチ、および、ロックが解除された状態を表示するＬＥＤ２４が配設されている。

前記制御基板２５は、制御手段であるマイコンが実装され、ユーザが前記操作パネル２０を操作することにより、その操作したスイッチに応じて予め設定されたプログラムに従って前記各負荷部品を制御し、従来と同様の加熱機能、保温機能、節約機能および吐出機能を実行するものである。そして、本実施形態では、更に自動省エネ機能が設けられている。

前記加熱機能は、前記沸騰ヒータ１３を動作させて内容器１２内の液体を沸騰させるもので、ユーザが内容器１２内に液体を収容させて液体の温度が保温温度より低くなったり、ユーザが再沸とうスイッチを操作することにより実行される。

前記保温機能は、前記加熱機能の終了後に、続いて前記保温ヒータ１４を動作させるとともに、サーミスタ１５から入力された液体温度に基づいて、内容器１２内の液体を指定温度である９８℃または９０℃に維持するように保温するもので、保温設定スイッチの操作により「９８」または「９０」に設定することにより実行される。なお、ユーザが「切」を選択した場合には真空保温を行う。即ち、保温ヒータ１４を動作させることなく、内容器１２が自身で有する保温能力でのみ保温する。

前記節約機能は、予め設定した「１０」時間後に指定の保温温度に保温した状態とするもので、前記節約タイマースイッチの操作により実行される。具体的には、節約タイマースイッチが操作されると、沸騰ヒータ１３は勿論、保温ヒータ１４も停止して非加熱状態とする。そして、設定時間が経過する３０分前になると、前記加熱機能を実行した後、続いて保温機能を実行して指定温度に保温するものである。なお、保温設定が「切」を選択されている場合には、設定時間経過３０分前に加熱機能を実行した後に、保温ヒータ１４による保温機能は実行しない。

前記吐出機能は、前記給湯ポンプ１６を動作させて揚水管１９におけるノーズ部１８の先端から内容器１２内の液体を吐出するもので、前記給湯スイッチを操作することにより実行される。

前記自動省エネ機能は、前記省エネ判断手段の役割をなすマイコンの判断に基づいて、前記節約機能を実行した際の保温開始（略ターマー設定時間経過時）まで、保温機能または節約機能を実行するもので、前記節約タイマースイッチの操作により実行される。なお、この自動省エネ機能と前記節約機能とは、前記節約タイマースイッチを３秒以上継続して長押しすることにより、切り替えられる。また、保温設定が「切」を選択されている場合には、この自動省エネ機能は、必ず節約機能を実行する。

具体的には、省エネ判断手段としてのマイコンは、自動省エネ機能が実行されると、所定時間後に、保温ヒータ１４による非加熱時の降下温度特性と、保温ヒータ１４による加熱時の上昇温度特性に基づいて、前記節約機能の実行時間である１０時間後までに要する消費電力が、前記保温機能を実行し続けた場合と、前記節約機能を実行した場合とで、いずれが低いかを演算して判断する。即ち、マイコンは、非加熱時の降下温度による予測降下温度と、前記保温機能を実行することによる加熱を予め設定した時間行うことによる昇温温度に基づいて、前記節約機能を実行することによる第１予測消費電力を演算する。また、前記保温機能を実行することによる加熱を予め設定した時間行うことによる昇温温度のみに基づいて、前記保温機能を実行することによる第２予測消費電力を演算する。そして、これら第１および第２予測消費電力を比較することにより、いずれを実行するかを判断するものである。

次に、マイコンによる前記節約機能および自動省エネ機能の制御について具体的に説明する。

まず、節約タイマースイッチが３秒未満で操作されると、マイコンは、図３に示すように、ステップＳ１で、９．５時間カウンタをリセットスタートした後、ステップＳ２で、保温ヒータ１４をオフ（停止）する。

ついで、ステップＳ３で、節約機能を強制的に実行するように設定されているか否かを判断する。そして、強制実行設定でない場合にはステップＳ４に進み、強制実行設定である場合には図４に示すステップＳ２８に進む。ここで、強制実行設定とは、節約タイマースイッチの操作により、節約機能を実行するように設定されている場合、および、自動省エネ機能の設定状態で保温設定が「切」に設定されている場合である。

ステップＳ４では、判断を停止するカウンタである判断停止カウンタ（本実施形態では１時間）をリセットスタートした後、ステップＳ５で、判断を開始するカウンタである１５分カウンタをリセットスタートする。

ついで、ステップＳ６で、１５分カウンタがカウントアップするまで待機し、カウントアップすると、ステップＳ７で、サーミスタ１５によって内容器１２内の液体温度（Ｔ０）を検出する。

ついで、ステップＳ８で、降下温度特性を検出するためのカウンタである３０秒カウンタをリセットスタートした後、ステップＳ９で、この３０秒カウンタがカウントアップするまで待機する。そして、３０秒カウンタがカウントアップすると、ステップＳ１０で、液体温度（Ｔ１）を検出した後、ステップＳ１１で、保温ヒータ１４を１００Ｗの通電電力でオン（動作）させる。

ついで、ステップＳ１２で、上昇温度特性を検出するためのカウンタである３０秒カウンタをリセットスタートした後、ステップＳ１３で、この３０秒カウンタがカウントアップするまで待機する。そして、３０秒カウンタがカウントアップすると、ステップＳ１４で、液体温度（Ｔ２）を検出する。

ついで、図４に示すように、ステップＳ１５で、液体温度（Ｔ２）から液体温度（Ｔ１）を減算した差が０℃より高いか否か、即ち、３０秒間加熱することによって液体が昇温しているか否かを検出する。そして、内容器１２内の液体が昇温している場合にはステップＳ１６に進み、昇温していない場合には後述するステップＳ２３に進む。ここで、加熱しても液体温度が昇温しないという状況は、周囲の温度が極端に低いため、保温ヒータ１４をフルパワー（１００Ｗ）で動作させないと、保温温度を維持できない状態である。

ステップＳ１６では、検出した温度（Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２）により、非加熱時の降下温度特性（降下温度Ｔ０−Ｔ１）による予測降下温度と、加熱時の上昇温度特性（昇温温度Ｔ２−Ｔ１）に基づいて、節約機能を実行することによる第１予測消費電力を演算するとともに、保温機能を実行し続けることによる第２予測消費電力を演算する消費電力演算処理を実行する。

ついで、ステップＳ１７で、保温機能を続行した方が消費電力が低いと判断した場合には、ステップＳ１８に進み、節約機能を実行した方が消費電力が低いと判断した場合には後述するステップＳ２３に進む。

ステップＳ１８では、前記ステップＳ５からステップＳ１７までの判断を周期的に行うための３０分カウンタをリセットスタートした後、ステップＳ１９で、判断カウンタがカウントアップしたか否かを検出する。そして、判断カウンタがカウントアップしていない場合にはステップＳ２０に進み、カウントアップした場合にはステップＳ２２に進む。

ステップＳ２０では、３０分カウンタがカウントアップしたか否かを検出する。そして、３０分カウンタがカウントアップした場合にはステップＳ２１に進み、保温ヒータ１４をオフして図３に示すステップＳ５に戻る。また、３０分カウンタがカウントアップしていない場合にはステップＳ１９に戻る。

一方、判断カウンタがカウントアップした場合には、ステップＳ２２で、３０分カウンタを停止した後、ステップＳ３０に進み、通常の保温制御処理（保温機能）を実行し続ける。

また、前記ステップＳ１５で内容器１２内の液体が昇温していないと判断した場合、および、前記ステップＳ１７で節約機能を実行した方が消費電力が低いと判断した場合には、ステップＳ２３で、保温ヒータ１４をオフさせる。

ついで、ステップＳ２４からステップＳ２７で、前記ステップＳ１８からステップＳ２２と略同様に、判断を周期的に行うための３０分カウンタをリセットスタートした後、ステップＳ２５で、判断カウンタがカウントアップしたか否かを検出する。そして、判断カウンタがカウントアップしていない場合にはステップＳ２６に進み、カウントアップした場合にはステップＳ２７に進む。

ステップＳ２６では、３０分カウンタがカウントアップしたか否かを検出する。そして、３０分カウンタがカウントアップした場合には図３に示すステップＳ５に戻り、３０分カウンタがカウントアップしていない場合にはステップＳ２５に戻る。

一方、判断カウンタがカウントアップした場合には、ステップＳ２７で、３０分カウンタを停止した後、ステップＳ２８に進み、９．５時間カウンタがカウントアップするまで待機する。

そして、９．５時間カウンタがカウントアップすると、ステップＳ２９で、通常の沸騰制御処理を実行した後、ステップＳ３０で、通常の保温制御処理を実行する。

このように、本実施形態の電気ポットでは、ヒータ１３，１４による非加熱時の降下温度特性と、加熱時の上昇温度特性に基づいて、消費電力が保温機能と節約機能とのいずれが低いかを判断する省エネ判断手段を設け、該省エネ判断手段の判断に基づいて保温機能または節約機能を実行する自動省エネ機能を設けているため、ユーザの節約希望に応じて、その環境下で実行させる適切な機能を判断して動作させることができる。そのため、確実に消費電力を軽減させ、省エネを図ることができる。

また、前記省エネ判断手段による判断は、自動省エネ機能を実行した後、所定時間後に行うため、該自動省エネ機能を実行する前に実行していた保温機能などによる余熱で判断に影響が及ぶことを防止できる。さらに、その判断を、所定時間内に周期的に行うことにより、確実に誤判断を防止できる。そのうえ、冬場の就寝時など、室内の空調機を停止することになどに伴う環境の変化にも対応することができる。

なお、本発明の加熱機器は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、前記実施形態では、節約機能を実行するか、保温機能を実行し続けるかの判断を、所定時間（１時間）のみ行うようにしたが、節約タイマーの設定時間が経過するまで、より具体的には、沸騰制御処理を行う９．５時間まで判断を周期的に繰り返し行うようにしてもよい。勿論、判断を開始する時間や、判断を周期的に行うための時間なども希望に応じて変更が可能である。

また、前記実施形態では、省エネ判断手段であるマイコンは、非加熱時の降下温度による予測降下温度と、所定時間、前記保温機能による加熱を行うことによる昇温温度に基づいて、前記節約機能を実行することによる第１予測消費電力と、前記保温機能を実行することによる第２予測消費電力とを演算したが、前記保温機能を実行することによって所定温度まで加熱するのに要する時間に基づいて、第１予測消費電力と第２予測消費電力とを演算してもよい。

さらに、前記実施形態では、節約機能は、保温ヒータ１４を設定時間の経過３０分前までオフして非加熱状態とする構成としたが、保温機能での保温温度より低い温度で保温する構成としてもよい。

本発明は、電気ポットに限定されず、例えば加湿器など、内容器を加熱する加熱手段を備え、所定の加熱機能と、保温機能と、節約機能とを有する加熱機器であれば、いずれでも適用可能であり、同様の作用および効果を得ることができる。

本発明の加熱機器である電気ポットを示す概略図である。 電気ポットの操作パネルを示す正面図である。 マイコンによる本発明の節約機能および自動省エネ機能を示すフローチャートである。 図３の続きのフローチャートである。

符号の説明

１０…ポット本体（加熱機器）
１１…蓋体
１２…内容器
１３…湯沸ヒータ（加熱手段）
１４…保温ヒータ（加熱手段）
１５…サーミスタ
１６…給湯ポンプ
１９…揚水管
２０…操作パネル
２２ａ〜２２ｅ…スイッチの操作部

Claims (6)

1. 液体を収容する内容器、該内容器を加熱する加熱手段、および、所定の動作を実行させるスイッチを有し、
   前記内容器内の液体を沸騰させる加熱機能と、
   前記内容器内の液体を所定温度に保温する保温機能と、
   前記加熱手段による加熱を停止し次いで液体を沸騰させた後に所定温度に保温する節約機能、または、前記液体を前記保温機能より低い温度で保温し次いで液体を加熱または沸騰させた後に所定温度で保温する節約機能とを備えた加熱機器において、
   前記加熱手段による非加熱時の降下温度特性と、前記加熱手段による加熱時の上昇温度特性に基づいて、前記節約機能を実行した際の所定温度での保温開始までに要する消費電力が、前記保温機能と節約機能とのいずれが低いかを判断する省エネ判断手段を設けるとともに、
   前記省エネ判断手段の判断に基づいて保温機能または節約機能を実行する自動省エネ機能を設けたことを特徴とする加熱機器。
2. 前記自動省エネ機能と節約機能とを、前記スイッチ操作により選択可能としたことを特徴とする請求項１に記載の加熱機器。
3. 前記省エネ判断手段による判断を周期的に行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加熱機器。
4. 前記省エネ判断手段による判断は、前記スイッチ操作により自動省エネ機能を実行した後、所定時間後に開始することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の加熱機器。
5. 前記省エネ判断手段は、非加熱時の降下温度による予測降下温度と、所定時間、前記保温機能による加熱を行うことによる昇温温度に基づいて、前記節約機能を実行することによる第１予測消費電力と、前記保温機能を実行することによる第２予測消費電力とを演算し、これら第１および第２予測消費電力を比較することにより判断することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の加熱機器。
6. 前記省エネ判断手段は、非加熱時の降下温度による予測降下温度と、前記保温機能によって所定温度まで加熱する所要時間に基づいて、前記節約機能を実行することによる第１予測消費電力と、前記保温機能を実行することによる第２予測消費電力とを演算し、これら第１および第２予測消費電力を比較することにより判断することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の加熱機器。

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